KR20230081085A

KR20230081085A - Secondary battery and manufacturing method for same

Info

Publication number: KR20230081085A
Application number: KR1020210168797A
Authority: KR
Inventors: 정영준
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2023-06-07

Abstract

본 출원은 이차전지 및 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.This application relates to a secondary battery and a method for manufacturing the secondary battery.

Description

Secondary battery and its manufacturing method {SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD FOR SAME}

본 출원은 이차 전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.This application relates to a secondary battery and a manufacturing method thereof.

전기자동차, 모바일 기기 등 이차 전지의 수요는 급격히 확대되고 있으며, 이차 전지의 상태 진단 및 품질 안정성에 대한 요구가 커지고 있다.Demand for secondary batteries such as electric vehicles and mobile devices is rapidly expanding, and demands for condition diagnosis and quality stability of secondary batteries are increasing.

이러한, 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지로 구분될 수 있다. 이 중에서, 리튬 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 휴대용 전자 기기 또는 고출력의 하이브리드 자동차에 주로 사용되고 있다Such secondary batteries may be classified into nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-hydrogen batteries, and lithium secondary batteries. Among them, the lithium secondary battery has a higher operating voltage than a nickel-cadmium battery or a nickel-metal hydride battery and has excellent energy density characteristics per unit weight, so it is mainly used in portable electronic devices or high-power hybrid vehicles.

일반적으로 리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 분리막을 구비한 전극 조립체, 전극 조립체로부터 연장되어 있는 전극 탭들 및 전극 탭들에 용접되어 있는 전극 리드 등의 구성을 포함한다. 또한, 리튬 이차 전지는 각형 전지, 원형 전지, 파우치형 전지로 구분될 수 있다. 그 중에서도 각형 또는 원형 전지의 외장재는 개방단이 형성된 원형 캔 및 원형 캔의 개방단에 밀봉 결합되는 캡 조립체를 구비한다.In general, a lithium secondary battery includes a configuration such as an electrode assembly having a positive electrode, a negative electrode, and a separator, electrode tabs extending from the electrode assembly, and electrode leads welded to the electrode tabs. In addition, lithium secondary batteries may be classified into prismatic batteries, circular batteries, and pouch-type batteries. Among them, an exterior material for a prismatic or circular battery includes a circular can having an open end and a cap assembly sealedly coupled to the open end of the circular can.

상기 전극 조립체는 각각 활물질이 도포된 시트 형태의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재시켜 권취한 젤리-롤 타입과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재시켜 순차적으로 적층시킨 스택 타입으로 분류된다.The electrode assembly is a jelly-roll type in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode in the form of a sheet coated with an active material, and a stack type in which a separator is sequentially stacked between a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size. are classified

이 때, 젤리-롤 타입의 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점이 있고, 특히 원형 또는 각형 전지의 원형 캔에 수납이 용이하므로 젤리-롤 타입의 전극 조립체가 널리 이용되고 있다. At this time, the jelly-roll type electrode assembly has the advantage of being easy to manufacture and having a high energy density per weight, and is particularly easy to accommodate in a circular can of a circular or prismatic battery, so the jelly-roll type electrode assembly is widely used. .

이 때, 젤리-롤 타입의 전극 조립체의 분리막이 캔의 내부 공간 대비 높이가 높아서, 캔의 개방된 상부와 캡 조립체를 결합하기 위해 용접하는 과정에서 간섭이 발생하여 공정성이 저하되고, 상기 분리막으로 인하여 전극의 용량을 구현할 수 없는 사용할 수 없는 공간(불용 체적, dead volume)이 발생하는 문제가 있었다.At this time, since the separator of the jelly-roll type electrode assembly has a high height compared to the inner space of the can, interference occurs in the process of welding to combine the open top of the can and the cap assembly, resulting in a decrease in fairness. Due to this, there was a problem in that an unusable space (dead volume) in which the capacity of the electrode could not be realized occurred.

따라서, 이러한 제약을 극복할 수 있는 새로운 이차 전지의 제조 방법이 필요한 상황이다. Therefore, there is a need for a new secondary battery manufacturing method capable of overcoming these limitations.

한국 특허 출원 공개 제10-2019-0101650호Korean Patent Application Publication No. 10-2019-0101650

본 출원은 제조의 공성의 효율성이 좋고 전극의 용량을 더 확보할 수 있는 이차전지 제조방법을 제공하고자 한다.The present application is intended to provide a method for manufacturing a secondary battery capable of securing more capacity of an electrode with good manufacturing efficiency.

본 발명의 일 실시상태는, 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체를 제조하는 단계; 상기 분리막을 수축시키는 단계; 및 상기 전극 조립체를 캔에 수용하는 단계를 포함하는 이차 전지의 제조방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention comprises the steps of manufacturing an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode; Shrinking the separator; and accommodating the electrode assembly in a can.

본 발명의 일 실시상태는, 상술한 이차 전지의 제조방법으로 제조된 캔의 내부에 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체를 수용하는 이차 전지로서, 상기 양극 및 음극이 캔에서 차지하는 부피는 상기 캔 전체 부피의 70% 이상인 이차 전지를 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention is a secondary battery accommodating an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode inside a can manufactured by the above-described secondary battery manufacturing method, wherein the positive electrode and A volume occupied by the negative electrode in the can is 70% or more of the total volume of the can.

본 발명의 일 실시상태는, 상기 이차 전지를 단위셀로 포함하는 전지모듈을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a battery module including the secondary battery as a unit cell.

마지막으로, 본 발명의 일 실시상태는 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.Finally, one embodiment of the present invention provides a battery pack including a battery module.

본 출원의 실시상태에 따른 이차전지의 제조방법은 캔의 개방된 상부와 캡 조립체를 결합하기 위해 용접하는 과정에서 발생하는 간섭을 감소시켜 공정상 비용 및 시간을 감소시킬 수 있다.The manufacturing method of the secondary battery according to the exemplary embodiment of the present application can reduce cost and time in the process by reducing interference generated in the process of welding to couple the open top of the can and the cap assembly.

본 출원의 실시상태에 따른 이차전지의 제조방법은 전극의 용량을 확보할 수 있어서, 출력 및 수명이 매우 우수한 이자전지를 제조할 수 있다.The method for manufacturing a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present application can secure the capacity of an electrode, and thus manufacture a secondary battery with excellent output and lifespan.

도 1은 기존의 이차전지 제조방법의 일 실시예를 나타낸 도이다.
도 2는 본 출원의 이차전지 제조방법의 일 실시예를 나타낸 도이다.
도 3은 본 출원의 이차전지 제조방법에 따라 전극 조립체에 열풍을 가하기 전 후의 모습을 나타낸 도이다. 1 is a diagram showing one embodiment of a conventional secondary battery manufacturing method.
2 is a diagram showing an embodiment of a secondary battery manufacturing method of the present application.
3 is a view showing a state before and after applying hot air to an electrode assembly according to the secondary battery manufacturing method of the present application.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구성에만 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice it. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the configurations described herein.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In this specification, when a certain part 'includes' a certain component, this means that it may further include other components, not excluding other components unless otherwise stated.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극 조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 원형으로 권취한 형태일 수 있다. 본 명세서에서는 상기 원형으로 권취한 형태의 전극 조립체를 '젤리롤(Jelly Roll)' 형태라고 정의할 수 있다. 상기 전극 조립체에서 일반적으로 분리막의 크기가 제일 크다. In one embodiment of the present application, the electrode assembly may be formed by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode into a circular shape. In the present specification, the circularly wound electrode assembly may be defined as a 'jelly roll' type. In the electrode assembly, the size of the separator is generally the largest.

기존의 이차전지의 제조방법은 도 1에 나타난 바와 같이 양극(10), 음극(20) 및 분리막(30)으로 구성된 전극 조립체(100)의 높이가 캔(40)보다 높게 제조되었다. 이후, 상기 전극 조립체(100)를 캔(40) 내부에 넣게 되고, 캡 조립체(50)를 이용하여 캔을 덮게 된다(도 1의 a단계). 이 후, 캔(40)과 캡 조립체(50)를 용접하여 서로 결합하게 하여 이차전지를 제조하게 된다(도 1의 b단계). 이 때 용접하는 과정에서 전극 조립체(100)의 높이가 캔(40)보다 높게 제조된 관계로 용접 간섭이 발생하였다. 또한, 상기 분리막으로 인하여 전극의 용량을 구현할 수 없는 사용할 수 없는 공간(불용 체적, dead volume)이 발생하는 문제가 있었다.In the existing secondary battery manufacturing method, as shown in FIG. 1 , the height of the electrode assembly 100 composed of the positive electrode 10 , the negative electrode 20 and the separator 30 is higher than that of the can 40 . Then, the electrode assembly 100 is put into the can 40, and the can is covered using the cap assembly 50 (step a in FIG. 1). Thereafter, the can 40 and the cap assembly 50 are welded and coupled to each other to manufacture a secondary battery (step b in FIG. 1 ). At this time, welding interference occurred because the height of the electrode assembly 100 was manufactured higher than that of the can 40 during the welding process. In addition, due to the separation membrane, there was a problem in that an unusable space (dead volume) in which the capacity of the electrode could not be realized was generated.

본 출원의 이차전지의 제조방법은 분리막을 수축시키는 단계를 포함함으로써, 캔과 캡 조립체의 용접 과정에서 발생하는 간섭을 감소시키고, 캔 내부에 전극의 용량을 확보할 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 이를 통해 공정상 비용 및 시간을 감소시킬 수 있으며, 출력 및 수명이 더욱 우수한 이차전지의 제조가 가능하다.The manufacturing method of the secondary battery of the present application includes the step of shrinking the separator, thereby reducing interference generated during the welding process of the can and cap assembly, and providing a space inside the can to secure the capacity of the electrode. . Through this, it is possible to reduce the cost and time in the process, and to manufacture a secondary battery with more excellent output and lifespan.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 분리막을 수축시키는 단계는 상기 분리막에 열풍을 가하는 것으로 이루어지는 것일 수 있다. 열풍을 가하여 수축시키는 것이므로 분리막을 포함하는 전극 조립체의 물리적 손상을 방지할 수 있다.In one embodiment of the present application, the step of shrinking the separator may be performed by applying hot air to the separator. Since the contraction is performed by applying hot air, physical damage to the electrode assembly including the separator can be prevented.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 열풍은 50℃ 내지 300℃, 바람직하게는 60℃ 내지 250 ℃의 온도 조건을 가지는 것일 수 있다. 상기 온도 조건을 만족시킬 경우, 전극 조립체의 물리적 손상을 방지하면서도 분리막을 효과적으로 수축할 수 있다.In one embodiment of the present application, the hot air may have a temperature condition of 50 °C to 300 °C, preferably 60 °C to 250 °C. When the above temperature conditions are satisfied, the separator can be effectively contracted while preventing physical damage to the electrode assembly.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극 조립체를 캔에 수용하는 단계는 하부 절연판을 상기 캔 내부로 삽입하는 단계; 및 상기 전극 조립체를 상기 캔 내부로 삽입하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present application, accommodating the electrode assembly in the can may include inserting a lower insulating plate into the can; and inserting the electrode assembly into the can.

또한, 상기 전극 조립체를 내부로 삽입하는 단계 이후, 상부 절연판을 캔 내부로 삽입하는 단계 및 전해액을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, after the step of inserting the electrode assembly into the inside, the step of inserting the upper insulating plate into the inside of the can and the step of injecting the electrolyte may be further included.

여기서, 상기 절연판은 캔 또는 캡 조립체와의 접촉을 방지하기 위한 것이다.Here, the insulating plate is to prevent contact with the can or cap assembly.

본 출원의 이차전지의 제조방법은 상기 캔의 개방된 상부와 캡 조립체를 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 캔의 개방된 상부와 캡 조립체를 결합하는 단계란 캔과 캔 조립체를 용접하는 것을 의미한다. The manufacturing method of the secondary battery of the present application may further include coupling the open top of the can and the cap assembly. The step of combining the open top of the can and the cap assembly means welding the can and the can assembly.

도 2에 나타난 바와 같이 본 출원의 이차전지의 제조방법은 양극(10), 음극(20) 및 분리막(30)으로 구성된 전극 조립체(100)를 제조하고, 상기 전극 조립체에 열풍을 가하여 분리막(30)을 수축시킨다. 분리막(30)의 수축으로 인하여 상기 전극 조립체(100)의 크기(또는 높이)가 감소하게 된다. As shown in FIG. 2, the method for manufacturing a secondary battery of the present application manufactures an electrode assembly 100 composed of a positive electrode 10, a negative electrode 20, and a separator 30, and applies hot air to the electrode assembly to form a separator 30 ) to contract. Due to the contraction of the separator 30, the size (or height) of the electrode assembly 100 is reduced.

그 다음으로 열풍을 가하여 분리막(30)을 수축시킨 상기 전극 조립체(100)를 캔(40) 내부에 넣게 되고, 캡 조립체(50)를 이용하여 캔을 덮게 된다(도 2의 a단계). 이 후, 캔(40)과 캡 조립체(50)를 용접하여 서로 결합하게 하여 이차전지를 제조하게 된다(도 2의 b단계). 분리막(30)의 수축으로 인하여 상기 전극 조립체(100)의 크기(또는 높이)가 감소하였으므로, 본 발명의 이차전지의 제조방법에 따라 제조된 이차전지는 용접하는 과정에서 용접 간섭이 발생하지 않게 된다. 또한, 분리막(30)의 수축으로 전극의 용량을 구현할 수 있는 공간을 더 확보할 수 있게 되었다. 즉, 상술할 불용 체적의 문제도 해소할 수 있었다.Next, the electrode assembly 100, in which the separator 30 is shrunk by applying hot air, is put into the can 40, and the can is covered using the cap assembly 50 (step a in FIG. 2). Thereafter, the can 40 and the cap assembly 50 are welded and coupled to each other to manufacture a secondary battery (step b in FIG. 2 ). Since the size (or height) of the electrode assembly 100 is reduced due to the shrinkage of the separator 30, welding interference does not occur in the welding process of the secondary battery manufactured according to the method of manufacturing a secondary battery of the present invention. . In addition, due to the contraction of the separator 30, it is possible to secure more space for realizing the capacity of the electrode. That is, the above-mentioned problem of dead volume could also be solved.

구체적으로, 상기 전극 조립체에 열풍을 가하여 분리막을 수축시킨 모습은 도 3과 같다. 도 3(a)는 전극 조립체에 열풍을 가하기 전의 모습이며, 도 3(b)는 전극 조립체에 열풍을 가한 이후의 모습이다.Specifically, a state in which the separator is shrunk by applying hot air to the electrode assembly is shown in FIG. 3 . 3(a) is a view before applying hot air to the electrode assembly, and FIG. 3(b) is a view after applying hot air to the electrode assembly.

본 출원의 이차전지의 제조방법은 분리막을 수축시키는 단계를 제외하고, 해당 분야에서 이차전지를 제조하기 위해 통상적으로 사용되는 방법을 적용할 수 있다.The manufacturing method of the secondary battery of the present application may apply a method commonly used for manufacturing a secondary battery in the field, except for the step of shrinking the separator.

본 출원의 이차전지의 제조방법은 분리막의 크기(또는 면적)가 음극의 크기(또는 면적)보다 커서, 상기 분리막이 음극을 모두 커버(cover)할 수 있는 전지에 모두 적용할 수 있다.The secondary battery manufacturing method of the present application can be applied to all batteries in which the size (or area) of the separator is larger than the size (or area) of the negative electrode, and the separator can cover all of the negative electrode.

본 출원의 일 실시상태는, 상술한 이차 전지의 제조방법으로 제조된 캔의 내부에 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체를 수용하는 이차 전지로서, 상기 양극 및 음극이 캔에서 차지하는 부피는 상기 캔 전체 부피의 70% 이상인 것인 이차 전지를 제공한다.An exemplary embodiment of the present application is a secondary battery accommodating an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode inside a can manufactured by the above-described secondary battery manufacturing method, wherein the positive electrode and A volume occupied by the negative electrode in the can is 70% or more of the total volume of the can.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 이차 전지는 분리막의 면적이 상기 음극 및 양극의 면적보다 클 수 있다. 즉, 분리막의 면적이 음극 및 양극의 면적보다 더 넓다.In one embodiment of the present application, in the secondary battery, the area of the separator may be larger than the area of the negative electrode and the positive electrode. That is, the area of the separator is larger than that of the cathode and anode.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 양극 및 음극이 캔에서 차지하는 부피 상기 캔 전체 부피의 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상일 수 있다.In one embodiment of the present application, the volume occupied by the positive and negative electrodes in the can may be 70% or more, preferably 80% or more of the total volume of the can.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 양극 및 음극이 캔에서 차지하는 부피 상기 캔 전체 부피의 100% 미만, 바람직하게는 90% 미만일 수 있다.In one embodiment of the present application, the volume occupied by the positive and negative electrodes in the can may be less than 100%, preferably less than 90% of the total volume of the can.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 이차 전지는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔과 결합하는 캡 조립체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 캔과 상기 캡 조립체 사이에 전기적으로 절연시키는 가스켓을 포함할 수 있다. 이 때, 내부 저항의 증가를 억제하기 위해서 캔과 캡 조립체와 가스켓을 밀착킨다. 상기 가스켓은 절연성 재질로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present application, the secondary battery may include an electrode assembly, a can accommodating the electrode assembly, and a cap assembly coupled to the can. In addition, a gasket electrically insulated between the can and the cap assembly may be included. At this time, in order to suppress an increase in internal resistance, the can and cap assembly and the gasket are brought into close contact with each other. The gasket may be formed of an insulating material.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극 조립체는 양극탭 및 음극탭을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present application, the electrode assembly may include a positive electrode tab and a negative electrode tab.

또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 양극은 양극집전체, 양극활물질층 및 양극무지부를 구비할 수 있다. In addition, in one embodiment of the present application, the positive electrode may include a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer, and a positive electrode uncoated portion.

상기 양극집전체는 양극활물질층으로부터 전자를 모아서 외부회로로 이동시킬 수 있도록 도전성 있는 금속재질, 예를 들어 알루미늄으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The positive electrode current collector may be formed of a conductive metal material, such as aluminum, to collect electrons from the positive electrode active material layer and move them to an external circuit, but is not limited thereto.

또한, 상기 양극활물질층은 양극활물질과 도전재 및 바인더를 혼합한 슬러리를 이용하여 형성할 수 있다. 구체적으로 양극활물질과 도전재 및 바인더를 혼합한 슬러리를 상기 양극집전체 상에 소정의 두께로 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 양극무지부는 양극집전체 중 양극활물질층이 형성되지 않은 부분으로, 상기 슬러리가 코팅되지 않은 부분을 의미한다. 상기 양극무지부의 일측에는 상기 양극탭이 용접된다.In addition, the positive electrode active material layer may be formed using a slurry in which a positive electrode active material, a conductive material, and a binder are mixed. Specifically, it may be formed by coating a slurry in which a cathode active material, a conductive material, and a binder are mixed to a predetermined thickness on the cathode current collector. The positive electrode uncoated portion is a portion of the positive electrode current collector on which the positive electrode active material layer is not formed, and refers to a portion on which the slurry is not coated. The positive electrode tab is welded to one side of the positive electrode uncoated portion.

또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 양극은 양극집전체, 양극활물질층 및 양극무지부를 구비할 수 있다.In addition, in one embodiment of the present application, the positive electrode may include a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer, and a positive electrode uncoated portion.

상기 음극집전체는 음극활물질층으로부터 전자를 모아서 외부회로로 이동시킬 수 있도록 도전성있는 금속재질, 예를들어 구리로 형성 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The anode current collector may be formed of a conductive metal material, such as copper, to collect electrons from the anode active material layer and move them to an external circuit, but is not limited thereto.

상기 음극활물질층은 음극활물질과 도전재 및 바인더를 혼합한 슬러리를 이용하여 형성될 수 있다. 구체적으로 음극활물질과 도전재 및 바인더를 혼합한 슬러리를 상기 음극집전체 상에 소정의 두께로 코팅하여 음극활물질층을 형성할 수 있다. 상기 음극무지부는 음극집전체 중 음극활물질층이 형성되지 않은 부분으로, 상기 슬러리가 코팅되지 않은 부분을 의미한다. 상기 음극무지부의 일측에는 상기 음극탭이 용접된다.The negative electrode active material layer may be formed using a slurry in which a negative electrode active material, a conductive material, and a binder are mixed. Specifically, a negative electrode active material layer may be formed by coating a slurry in which a negative electrode active material, a conductive material, and a binder are mixed to a predetermined thickness on the negative electrode current collector. The negative electrode non-coated portion is a portion of the negative electrode current collector on which the negative electrode active material layer is not formed, and refers to a portion on which the slurry is not coated. The negative electrode tab is welded to one side of the negative electrode uncoated portion.

상기 양극탭 및 음극탭은 전극 조립체와 전지의 다른 부분을 전기적으로 연결하는 역할을 하게 된다. 상기 양극탭과 음극탭은 저항용접에 의해 용접될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 용접부위에는 쇼트와 발열을 방지하기 위해 라미네이션 테이프가 더 부착될 수도 있다. The positive and negative tabs serve to electrically connect the electrode assembly and other parts of the battery. The positive electrode tab and the negative electrode tab may be welded by resistance welding, but are not limited thereto, and a lamination tape may be further attached to the welding portion to prevent short circuit and heat generation.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 분리막은 다공성 고분자 물질로 형성될 수 있으며, 상기 양극과 음극의 단락을 방지하고, 이온을 통과시킬 수 있다. In an exemplary embodiment of the present application, the separator may be formed of a porous polymer material, prevent short circuit between the positive electrode and the negative electrode, and allow ions to pass through.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극 조립체의 상부 및 하부에는 각각 캔 또는 캡 조립체와의 접촉을 방지하기 위한 상부 절연판 및 하부 절연판이 더 포함될 수 있다. In one embodiment of the present application, upper and lower portions of the electrode assembly may further include an upper insulating plate and a lower insulating plate to prevent contact with the can or cap assembly, respectively.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 캔은 측면판과 하면판, 비딩(beading)부와 크림핑(crimping)부와 다수의 가압부를 포함하여 형성될 수 있다.In one embodiment of the present application, the can may include a side plate and a lower plate, a beading part, a crimping part, and a plurality of pressing parts.

구체적으로, 상기 측면판은 상기 전극 조립체가 수용될 수 있는 소정 공간이 형성되도록 일정 직경을 갖도록 형성되며, 상기 측면판의 상부는 상기 전극 조립체 및 전해액를 삽입하기 위하여 개방되어 있다.Specifically, the side plate is formed to have a predetermined diameter so as to form a predetermined space in which the electrode assembly can be accommodated, and an upper portion of the side plate is open to insert the electrode assembly and the electrolyte solution.

상기 하면판은 상기 측면판의 하부를 밀폐하도록 형성된다. 상기 하면판의 중앙에는 상기 전극 조립체의 음극탭이 접합된다. 즉, 상기 캔 자체는 음극 역할을 수행하게 된다. The lower plate is formed to seal the lower portion of the side plate. A negative electrode tab of the electrode assembly is bonded to the center of the lower plate. That is, the can itself serves as an anode.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 캔은 알루미늄(Al), 철(Fe) 또는 이들의 합금으로 형성된나 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment of the present application, the can is formed of aluminum (Al), iron (Fe) or an alloy thereof, but is not limited thereto.

또한, 상기 비딩부는 상기 전극 조립체의 상ㆍ하 유동을 방지하기 위한 것으로, 상기 전극 조립체와 상기 가스켓 사이의 캔의 외주를 따라 외부에서 안쪽으로 가압하여 돌출된 형태로 형성된다. In addition, the beading portion is to prevent the electrode assembly from moving up and down, and is formed in a protruding shape by pressing inward from the outside along the outer circumference of the can between the electrode assembly and the gasket.

상기 크림핑부는 상기 캔의 상부의 개구에 결합되는 상기 캡 조립체의 상부를 압박하여 전지를 밀폐하기 위한 것으로, 가압에 의해 상기 캔의 상단에서 상기 캔의 내측으로 구부려진 형태로 형성된다. 또한, 상기 가압부는 상기 캔, 상기 캡 조립체 및 상기 가스켓 간의 밀착력을 더욱 강화시켜 전지의 내부 저항을 줄이기 위한 것이다. 상기 가압부는, 전극 조립체의 중심축을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있으며, 일정 간격을 가지도록 형성될 수 있다. The crimping portion presses the top of the cap assembly coupled to the opening of the top of the can to seal the battery, and is formed in a shape bent from the top of the can to the inside of the can by pressing. In addition, the pressing part is to further strengthen adhesion between the can, the cap assembly, and the gasket to reduce internal resistance of the battery. The pressing part may be formed symmetrically with respect to the central axis of the electrode assembly, and may be formed to have a predetermined interval.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 캡 조립체는 안전 벤트와 전류차단수단과 이차보호소자 및 캡업을 포함할 수 있다. 상기 캡 조립체는 상기 캔의 개방된 상부와 결합하여 상기 캔을 밀봉하게 된다. In one embodiment of the present application, the cap assembly may include a safety vent, current blocking means, a secondary protection element, and a cap-up. The cap assembly engages the open top of the can to seal the can.

상기 전류차단수단은 상기 안전 벤트의 상부에 위치하며, 캔 내부의 압력 상승시 변형되거나 파열되는 경우, 상기 안전 벤트는 상기 전류차단수단을 파손시키는 역할을 한다. 이렇게 파손된 전류차단수단은 전류를 차단시키는 역할을 수행하게 된다. The current blocking means is located above the safety vent, and when the pressure inside the can is deformed or ruptured, the safety vent serves to damage the current blocking means. The damaged current blocking means serves to block the current.

상기 이차보호소자는, 상기 전류차단수단의 상부에 위치하여 전류차단수단과 마찬가지로 필요한 경우 전류를 차단하는 역할을 하는 것으로, 이차 전지의 온도 상승에 따라 전기전도율이 급감하는 양성온도소자(PTC; Positive Temperature Coefficient)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The secondary protection device is located on the upper part of the current blocking means and serves to block current when necessary, like the current blocking means, and is a positive temperature device (PTC) whose electrical conductivity rapidly decreases as the temperature of the secondary battery increases. Coefficient) may be used, but is not limited thereto.

상기 캡업은 상기 이차보호소자의 상부에 위치하여, 전지의 상부를 커버하며 외부에 양극 전압 또는 음극 전압을 제공하는 역할을 하며, 전지 내부의 가스 배출을 위해 다수의 기공을 더 포함할 수 있다. The cap-up is located on top of the secondary protection device, covers the top of the battery, serves to provide a positive voltage or a negative voltage to the outside, and may further include a plurality of pores for discharging gas inside the battery.

본 출원의 실시상태에 따른 이차전지는 버튼형 전지 또는 원형 전지일 수 있다. A secondary battery according to an exemplary embodiment of the present application may be a button-type battery or a circular battery.

본 명세서에 있어서, 본 출원의 이차전지의 제조방법에서 설명한 내용은 본 출원의 이차전지에 적용할 수 있다. 그 반대로 마찬가지이며, 본 명세서에 기재된 방법을 제외하고, 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 재료 및 기술이 사용될 수 있다.In this specification, the contents described in the method for manufacturing a secondary battery of the present application can be applied to the secondary battery of the present application. Vice versa, materials and techniques commonly used in the art may be used, except for the methods described herein.

이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be self-evident to those skilled in the art.

10: 양극
20: 음극
30: 분리막
40: 캔
50: 캡 조립체
100: 전극 조립체10: anode
20: cathode
30: separator
40: can
50: cap assembly
100: electrode assembly

Claims

Manufacturing an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode;
Shrinking the separator; and
A method of manufacturing a secondary battery comprising the step of accommodating the electrode assembly in a can.

According to claim 1,
The step of shrinking the separator is a method of manufacturing a secondary battery consisting of applying hot air to the separator.

According to claim 2,
The hot air is a method for manufacturing a secondary battery having a temperature condition of 50 ℃ to 300 ℃.

According to claim 1,
Accommodating the electrode assembly in the can
inserting a lower insulating plate into the can; and
A method of manufacturing a secondary battery comprising inserting the electrode assembly into the can.

According to claim 4,
The method of manufacturing a secondary battery further comprising the step of coupling the open top of the can and the cap assembly.

According to claim 4,
After the step of inserting the electrode assembly into the inside, the method of manufacturing a secondary battery further comprising inserting an upper insulating plate into the can and injecting an electrolyte solution.

A secondary battery accommodating an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode inside a can manufactured by the method of manufacturing a secondary battery according to any one of claims 1 to 6,
A secondary battery, wherein a volume occupied by the positive electrode and the negative electrode in the can is 70% or more of the total volume of the can.

According to claim 7,
A secondary battery in which the area of the separator is larger than the areas of the negative electrode and the positive electrode.

A battery module comprising the secondary battery according to claim 7 as a unit cell.

A battery pack comprising the battery module according to claim 9.